第二節核衰變與核反應方程一,原子核的衰變1.原子核自發地放出某種粒子而轉變為新核的現象稱為原子核的衰變.2.放射性元素衰變時放出的射線共有三種:三種射線的特點：(各種電磁波產生的機理:無線電波是自由電子振蕩產生的.紅外,可見,紫外是原子的外層電子受激發而產生的.X射線是原子內層電子受激發而產生的.γ射線是原子核受激發而產生的.)1)α衰變和β衰變不能同時發生.ν射線是伴隨α,β衰變而產生的.2)放射性物質放出的三種射線,不論是垂直射入電場還是磁場中,不管電場或磁場方向如何,運動軌跡彎曲程度大的(半徑小的)是β衰變.運動軌跡彎曲程度小的為α衰變.3)衰變過程中動量守恒.一個靜止的核發生衰變,如其衰變產物只有兩個,則其動量必等值反向.在磁場中,如生成物帶有同種電荷,則軌跡為外切圓;生成物為異種電荷為內切圓.

三種射線在勻強磁場、勻強電場、正交電場和磁場中的偏轉情況比較：

如⑴、⑵圖所示，在勻強磁場和勻強電場中都是β比α的彎曲得厲害，γ不偏轉；區別是：在磁場中偏轉軌跡是圓弧，在電場中偏轉軌跡是拋物線。βααγβγ⑵⑴BE放射性元素放出的射線，在電場中分成A、

B、C三束，如圖所示，其中()A．C為氫核組成的粒子流.B．B為比x射線波長更長的光子流.C．B為比X射線波長更短的光子流.D.A為高速電子組成的電子流.CC4.衰變的種類:1)α衰變實質是兩個質子和兩個中子組合成了一個新粒子.2)β衰變實質是一個中子轉化為質子時放出一個電子.核衰變的反應物只有一個.在一定條件下，質子也可轉變為中子和正電子。中子衰變的產物中存在反中微子。1。中微子：與電子質量相比非常小的中性粒子，可認為質量為0。2。反粒子(反物質):許多粒子都有和它的質量相同而電荷相反的粒子.如正負電子,正負質子,正負π介子.湮滅:正反粒子相遇,會同時消失而轉化為別種粒子,這種現象稱為湮滅.α衰變：

β衰變：

3)規律：（3）衰變：隨著衰變，變化的不是核的種類,而是核的能量狀態。但一般情況下，衰變總是伴隨α衰變或衰變進行的。

4)ν射線是伴隨α射線或β射線而產生的.放射性原子核發生α衰變或β衰變后產生的新核處于激發態,要向低能級躍遷而輻射出γ光子.5).天然放射現象的原因是原子核的衰變.元素的放射性與元素存在的狀態無關，放射性表明原子核是有內部結構的。5.三種射線的性質和實質帶電量質量數符號電離性穿透性實質來源α射線+2e4很強很?。ㄒ粡埰胀垼└咚俚暮ず肆?v≈0.1c)兩個中子和兩個質子結合成團從原子核中放出β射線-e0弱很強（幾毫米鋁板）高速的電子流(v≈c)原子核中的中子轉換成質子時從原子核中放出γ射線00γ很小更強（幾厘米鉛板）波長極短的電磁波原子核受激發產生的1、核反應：用高速運動的粒子去轟擊原子核，是揭開原子核內部奧秘的基本方法。產生新原子核的過程叫核反應。在核反應中質量數守恒、電荷數守恒。其中是靶核的符號，x為入射粒子的符號，是新生核的符號，y是放射出的粒子的符號。核反應方程的一般形式為二,核反應方程核反應電子原子核

在核物理學中，原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程，稱為核反應．2.查德威克用α粒子轟擊鈹核發現中子:中子的速度不到光速的1/10.穿透力極強.能穿透幾厘米厚的鉛板.中子的質量非常接近于質子的質量,只比質子質量大千分之一多.1盧瑟福用α粒子轟擊氮核發現質子:道爾頓（原子）湯姆遜（電子）盧瑟福（質子）查德威克（中子）蓋爾曼（質子和中子由夸克組成）發現各種微粒的科學家注意:1.在核反應過程中質量數(不是靜質量）和電荷數守恒.動量守恒,能量守恒.2.書寫核反應方程要以核反應事實為基礎,不能只根據質量數守恒和電荷數守恒書寫事實上不存在的核反應方程.3.核反應方程通常是不可逆的,箭頭表示反應方向,不能用等號.三,半衰期1.放射性元素的衰變有一定的速率,為了表示元素衰變的快慢,引入半衰期T1/22.半衰期:放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間,稱為這種元素的半衰期.原子核衰變的速率由核本身的因素決定.與原子所處的物理或化學狀態無關.n,m表示衰變后尚未發生衰變的放射性元素的原子數或質量數。13.87.611.415.201/21/41/8t/天氡的衰變曲線3.衰變曲線4.平均壽命:1)對一定量的放射性元素,有的先衰變,有的后衰變,在眾多的原子核中,每一個核何時發生衰變是不能預知的.2)為了表示每個原子核衰變前存在的時間的平均值,引入平均壽命τ5.衰變規律是對大量原子組成的放射性樣品而言的,是一種統計規律.不適用于少量原子核.對某個原子核或少量原子核來講無意義.6.單位時間內放射性元素衰變的數量與放射性元素的量成正比.醫用放射性元素要求半衰期短.例1.由原子核的衰變規律可知()A.放射性元素一次衰變可同時產生α射線和β射線.B.放射性元素發生β衰變,新核的化學性質不變.C.放射性元素衰變的速率跟它所處的狀態無關.D.放射性元素發生正電子衰變時,新核質量數不變,核電荷數增加1.C例2.三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變為Y核，Y核與質子發生核反應后生成Z核并放出一個氦核（He）。則下面說法中正確的是（）（A）X核比Z核多一個質子（B）X核比Z核少一個中子 （C）X核的質量數比Z核的質量數大3

（D）X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍點撥：CD例3。如圖所示是氫原子的能級圖．若一群處于n=3激發態的氫原子躍遷到n=2激發態時發射出的是紅光，則這群處于n=3激發態的氫原子發生躍遷還可能發射出（）A．紅外線B．紫外線C．β射線D．γ射線12345∞-13.6-3.40-1.51-0.850-0.54E/eVnB例4.

如圖甲是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業上利用射線的穿透性來檢查金屬內部的傷痕的示意圖，請問圖乙中的檢查是利用了哪種射線？()A.α射線B.β射線

C.γ射線D.三種射線都可以鋼板計數器乙射線混凝土鋁紙γ射線β射線甲C2008年高考江蘇卷12C.(3)12.C⑶（選修模塊3—5）約里奧·居里夫婦因發現人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學獎，他們發現的放射性元素衰變成的同時放出另一種粒子,這種粒子是

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是的同位素,被廣泛應用于生物示蹤技術.1mg隨時間衰變的關系如圖所示，請估算4mg的經多少天的衰變后還剩0.25mg?t/day10203040506000.00.20.40.60.81.0m/mg正電子答：t＝48天解見下頁由核反應過程中電荷數和質量數守恒可寫出核反應方程：可知這種粒子是正電子。由圖象可知的半衰期為12天，4mg的衰變后還剩0.25mg經歷了4個半衰期，所以為48天。解析：例5.一個氡核衰變成釙核并放出一個粒子，其半衰期為3.8天。1g氡經過7.6天衰變掉氡的質量以及衰變成的過程放出的粒子是（）2008年高考理綜天津卷15A．0.25g，a粒子B．0.75g，a粒子C．0.25g，β粒子D．0.75g，β粒子B例6.根據有關放射性知識可知，下列說法正確的是：()A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡核，經過7.6天就只剩下一個氡原子核了B．β衰變所釋放的電子是原子核中的中子轉化為質子和電子所產生的C．γ射線一般伴隨著α或β射線產生，在這三種射線中，γ射